Cyberspace :  Jurnal  Pendidikan  Teknologi  Informasi Volume 4, Nomor 2, Oktober 2020, 74-83

## REPLICATION OF COMPARATIVE METHODS FOR SINGLE DATABASE PERFORMANCE IN CENTOS OPERATION SYSTEM WITH MAXSCALE
Merinda Lestandy 1* , Mochammad Arif Hidayatulloh 2 , Amrul Faruq 2 ,
Machmud Effendy 2 , M. Irfan 2
1 Program Studi D3 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
2 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang E-mail: merindalestandy@umm.ac.id, arief.adx244@gmail.com, faruq@umm.ac.id, machmud@umm.ac.id, irfan@umm.ac.id

## Abstract
Processing data in an institution or organization has become an activity or routine for each  meeting.  In  processing  data,  of  course  there  are  various  kinds  of  problems, ranging from missing data, either because of an error in entering data or the result of a system failure. To overcome these problems, in an agency or company must have data backup, so as to create problems that occur in the data, the institution still has data backup. To  call, another method of database replication  is  used. From the test results  obtained  data  on  the  value  of  RTA  (Round  Trip  Average)  that  is  the  time required  for  one  time  sending  and  receiving  data  from  the  replication  database  is 5426.22  ms  and  for  compilation  service  diagrams  a  query  attack  occurs  with  a percentage of 29% in the database applications that produce 1774.45 ms results and for service diagrams at a query attack percentage of 29% a single database estimates the server down .
Keywords: Database, Maxscale, Replication

## Abstrak
Pengolahan  data  dalam  suatu  instansi  ataupun  organisasi  sudah  menjadi  suatu kegiatan  ataupun  rutinitas  setiap  harinya.  Dalam  melakukan  pengolahan  data  tentu banyak  ditemui  berbagai  macam  masalah,  mulai  dari  adanya  kehilangan  data,  baik karena kelalaian dalam memasukkan suatu data ataupun akibat dari suatu kegagalan system.  Untuk  mengatasi  masalah  tersebut  maka  dalam  suatu  instansi  ataupun perusahaan  harus mempunyai cadangan data, sehingga ketika  terjadi suatu masalah pada  data,  instansi  tersebut  masih  mempunyai  cadangan  data  lain.  Untuk  itulah digunakan yang namanya metode replikasi database yang lain. Dari hasil pengujian diperoleh data bahwa nilai RTA (Round Trip Average) yaitu waktu yang dibutuhkan untuk  1x  pengiriman  dan  penerimaan  data  dari  replikasi  database  adalah  sebesar 5426.22  ms  dan  untuk  diagram  service  ketika  terjadi  serangan  query  dengan prosentase  29%  pada  replikasi  database  menunjukkan  hasil  1774.45  ms  dan  untuk diagram  service  pada  prosentase  serangan  query  sebesar  29%  single  database menunjukkan terjadinya server down.
Kata Kunci: Database, Maxscale, Replikasi

## 1. Pendahuluan
Pada  masa  kemajuan  teknologi  yang  setiap  harinya  terus  menerus  mengalami peningkatan,  semua  pekerjaan  yang  dilakukan  oleh  manusia  dituntut  untuk  bisa diselesaikan  dengan  cepat.  Namun,  data  ataupun  objek  yang  diolah  juga  semakin banyak  salah  satunya  adalah  pengolahan  data  pada  suatu  perusahaan  ataupun  suatu terhubung dan terstruktur sebagaimana semestinya dengan tujuan data yang ada tersebut dapat  diolah,  digunakan,  dan  cepat  untuk  dicari  [1].  Tidak  hanya  terdapat  kumpulan data, tetapi isi lain dari database juga bisa terdapat metadata  [2]. Terdapat beberapa hal yang  dapat  dijadikan  alasan  dalam  membangun  database,  seperti  pemakaian  bersama ( share ),  kehandalan  ( reliability ),  ketersediaan  ( availability )  dan  kecepatan  pemrosesan query  [3].  Salah  satu  contoh  aplikasi  database  adalah MySQL,  Oracle , MariaDB dan lain  sebagainya  [4].  Perancangan  database  bertujuan  untuk  melengkapi  informasi kebutuhan  pengguna  [5][6].  Pengolahan  database  juga  ada  berbagai  macam  jenisnya, salah satunya adalah MariaDB . MariaDB merupakan  salah  satu  database  yang  mempunyai  sifat open  source (gratis) dan dikerjakan oleh perusahaan developer yang sama dengan salah satu aplikasi database  popular  yakni MySQL [7].  Database MySQL termasuk  kedalam  aplikasi database  yang  bisa  dibilang  popular  untuk  digunakan  hingga  pada  akhirnya  sekarang telah diambil alih oleh salah satu perusahaan yang lingkup kerjanya berada pada proses pengembangan aplikasi yakni Oracle [7],[8]. Salah satu kelebihan dari MariaDB adalah karena performanya yang cukup bagus dan tidak berat serta kompatibel dengan MySQL . MySQL merupakan  salah  satu  perangkat  lunak  database  yang  memiliki  fungsi  untuk melakukan  pengolahan  berdasarkan  pada  hubungan  antar  data  ataupun  berdasarkan pada  objek  [9]. MariaDB juga  kompatibel  dengan  berbagai  macam  platform  seperti Linux , Windows , MacOS , Free BSD dan Solaris [10]. Untuk bisa memasang MariaDB tentunya  dibutuhkan  suatu  sistem  operasi  yang  nantinya  akan  digunakan  untuk membangun server database MariaDB . Dari beberapa platform tersebut juga masih memiliki beberapa macam jenis. Salah satunya  dari platform  Linux terdapat  beberapa  jenis  diantaranya  adalah Suse,  Ubuntu, Debian, CentOS dan lain sebagainya. Linux CentOS ( Community Enterprise Operating System )  adalah Linux kelas enterprise yang  tersedia  secara  bebas,  sistem open  source yang bersumber dari Linux jenis Red Hat Enterprise Linux (RHEL) dan dikembangkan oleh proyek CentOS . CentOS proyek adalah lebih dari sekedar sebuah distribusi Linux [11][12].
Terdapat  berbagai  macam  cara  yang  bisa  digunakan  untuk  pengolahan server database  dalam  membantu  meningkatkan  kecepatan  pengolahan  suatu  database,  salah satunya  adalah  teknik  replikasi  database.  Replikasi  database  sendiri  merupakan  suatu metode  penggandaan  serta  suatu  cara  dalam  pendistribusian  data  maupun  objek database yang bersumber dari salah satu atau beberapa database yang didistribusikan ke salah satu ataupun beberapa database lain dengan melakukan penyetaraan antar database sehingga dapat dijamin antara keakuratan dan kesamaan data. Replikasi database dapat menyimpan setiap data secara berkala untuk melakukan backup di computer slave [13] . Kemampuan  yang  lain  dari  metode  replikasi  adalah  mendukung  proses  kerja  aplikasi, pendistribusian  data  fisik  yang  sesuai  dengan  setiap  penggunaannya,  contohnya  dalam proses transaksi online ataupun DSS ( Desiscion Support System ) atau juga dalam proses pendistribusian database pada beberapa server. Adapun keuntungan penggunaan metode replikasi tergantung pada jenis replikasi yang digunakan, akan tetapi seringkali replikasi
dapat membantu ketersediaan data di setiap waktu dan tempat data tersebut dibutuhkan [14].  Teknik  replikasi  mampu  membentuk cluster database  dengan  waktu  replikasi kurang dari 0.2 detik [15].
Tingkat  performansi  dalam  proses  pengolahan  database  dapat  diukur  dengan melakukan  pengujian  performa  antara  database  yang  menggunakan  metode  replikasi dengan single database.  Hasil  akhir  dari  pengujian  tersebut  akan  di  implementasikan dalam database Universitas Muhammadiyah Malang
Tingkat  performansi  dalam  proses  pengolahan  database  dapat  diukur  dengan melakukan  pengujian  performa  antara  database  yang  menggunakan  metode  replikasi dengan single database.  Hasil  akhir  dari  pengujian  tersebut  akan  di  implementasikan dalam database Universitas Muhammadiyah Malang.

## 2. Metode Penelitian

## 2.1 Desain Sistem
Diperlukan  beberapa  komponen  penting  didalam  system  pengolahan  database diantaranya,  centos  sebagai  sistem  operasi,  MariaDB  sebagai  databse  server,  replikasi database  dan cluster database  sebagai  metode  pengolahan  database.  Pada  Gambar  1. dijelaskan blok diagram sistem pengolahan database secara umum.
Gambar 1.  Diagram Blok Desain Sistem

## 2.2 Flowchart Sistem
Dalam proses pengolahan database ini, ada beberapa tahapan yang dimulai dari pengumpulan  data,  pencarian  data,  dan  permintaan  data,  setelah itu  barulah  dta  diolah menggunakan  metode  yang  sudah  ditentukan  diawal  yaitu  replikasi  database  dan  juga cluster database. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2. Flowchart Sistem Pengolahan Database
Gambar  2.  menunjukkan  bagaimana  sistem  pengolahan  database  tersebut  akan berhalan  dari  awal  hingga  diperoleh  hasil  akhir.  Dimana  diawali  dari  kumpulan  data yang  sudah  ada,  permintaan  data,  ataupun query data.  Selanjutnya  data  tersebut  akan diolah  menggunakan  2  metode  yaitu  replikasi  database  dan cluster database  dengan tujuan  untuk  menguji  manakah  yang  kerjanya  lebih  efektif  dari  2  metode  tersebut. Setelah melakukan perbandingan dari kedua metode tersebut maka metode terbaik akan diterpakan  pada  lingkungan  Universitas  Muhammadiyah  Malang  sebagai  data warehouse .

## 2.3 Flowchart Replikasi Database
Metode  kedua  yang  digunakan  dalam  pengolahan  database  adalah  replikasi database.  Di  dalam  replikasi  database  juga  terdapat  beberapa  database  didalamnya, dimana database tersebut ada yang berfungsi sebagai master (utama) dan ada juga yang berfungsi sebagai slave (kedua),seperti yang dijelaskan pada Gambar 3.
Gambar 3. Flowchart Replikasi Database
Prinsip  kerja  dari  replikasi  database adalah  data  ketika  ada query dari  pengguna ( user ), permintaan query tersebut akan diolah oleh replikasi database yang didalamnya terdapat master database dan slave database. Sesuai dengan Gambar 3. ketika mendapat perintah untuk melakukan query maka data akan diolah menggunakan metode replikasi database.  Dimana  database master akan  mencatat  perubahan  perintah  yang  diterima pada  binary  log.  Kemudian  database slave akan  menyalin  aktivitas  dari binary  log kedalam relay log yang ada pada database slave . Di mulai dengan susunan pekerja, yang disebut thread  slave  I/O . Thread  I/O membuka  koneksi  klien  agar  bisa  terhubung  ke master .  Setelah  itu slave akan  merespon  proses relay  log dan  selanjutnya  mengambil semua data di master , dan thread ini diam menunggu master memberi sinyal lagi ketika ada  events  baru.  Lalu thread  I/O ini  mencatat  aktivitas  ke relay  log  slave .  Thread  ini membaca dan merespon aktivitas dari relay log , sehingga memperbarui data slave agar sesuai dengan master .

## 2.4 Desain Database
Pada  Gambar  4.  merupakan  modelan  dari  database  radius  yang  nantinya  akan direplikasi pada percobaan yang akan dilakukan. Pada percobaan yang akan dilakukan tabel  yang  akan  direplikasi  yaitu  sebanyak  4  (empat)  tabel. Tabel  tersebut  merupakan tabel  data  penting  yang  harus  dilakukan  replikasi  dengan  tujuan  apabila  terdapat karusakan data pada database master , maka masih dapat di backup pada database slave .
Gambar 4. Relasi antar table

## 2.5 Standar Performansi
Pada suatu kegiatan pengujian performa tentunya ada bebrapa titik yang dijadikan sebagai acuan  untuk  standar.  Dalam  pengujian  kali  ini  ada  beberapa  acuan  yang  digunakan  untuk sebagai  standar  performasi  tentunya  dengan  menggunakan  spesifikasi  laptop  yang  sama  dari segi prosesor, RAM, sistem operasi dan  aplikasi yang berjalan. Yang pertama adalah dari segi RTA ( Round Trip Average ) merupakan waktu yang dicapai pada saat satu kali pengiriman dan penerimaan  data  dari server .  Kedua  adalah  dari  presentase service ketika  berjalannya  proses query pada suatu database server , yang dapat meningakibatkan terjadinya server down .
3. Hasil dan Pembahasan
Setelah  dilakukan  konfigurasi,  maka  dilakukan  pengujian  antara  database replikasi  dengan  single  database  dan  diperoleh  hasil  pengujian  berupa  grafik,  serta diagram seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik Keluaran Replikasi Database

## Gambar 6. Grafik Keluaran Single Database
Dari  hasil  keluaran  grafik  pada Nagiosxi saat  melakukan query database  dapat dilihat  pada  Gambar  5  bahwa  pada  replikasi  database  tingkat RTAmax ( Round  Trip Average ) yang dicapai adalah 5426.22ms, RTA adalah merupakan waktu yang dicapai pada  saat  melakukan  pengiriman  dan  penerimaan  data  dari server .  Sedangkan  pada Gambar 6 dapat dilihat bahwa ketika single database melakaukan query hasil RTAmax yang dicapai pada saat melakukan query adalah 1774.45ms, dimana hasil tersebut lebih rendah dibandingkan dari database yang terreplikasi. Dengan database yang digunakan sama yakni radius dan juga melakukan qeury yang sama hasil yang didapatkan berbeda, jauh  hal  ini  dikarenakan  untuk server database  yang  menggunakan  replikasi  dalam melakukan query karena  terdapat  2  database  didalamnya  yakni master database  dan slave database,  yang  fungsinya  sendiri  digunakan  adalah  sebagai  penggandaan  dari database  yang  ada.  Dari  adanya  2  database server inilah  yang  menyebabkan  proses pencarian query pada replikasi database membutuhkan waktu yang lebih lama sehingga tingkat RTAmax yang  dicapa  lebih  tinggi  daripada single database.  Karena  untuk melakukan  pencarian  sebuah query dilakukan  pada  kedua  database  yakni master dan slave ,  dan  hal  ini  dilakukan  secara  bergantian  sehingga  waktu  yang  dibutuhkan  juga lama.  Berbeda  dengan  yang  terjadi  pada single database, RTAmax yang  dicapai  oleh single database  hasilnya  lebih  rendah  dikarenakan  pada  saat  terjadi  pencarian  sebuah query , single database  hanya  melakukan  pencarian  pada  satu  database  saja,  sehingga RTA yang dibutuhkan tidak terlalu tinggi. Jadi dapat disimpulkan dari hasil RTA yang ada  pada  grafik, single database  hasilnya  berada  1  tingkat  lebih  unggul  daripada replikasi database, karena RTA dari single database nilainya lebih rendah dibandingkan RTA dari replikasi database.

## Gambar 7. Diagram Service dari Replikasi Database

## Gambar 8. Diagram Service Single Database
Dari Gambar 7 yang merupakan hasil diagram dari replikasi database dapat dilihat bahwa  kemungkinan  terjadinya server  down masih  dapat  terjadi  dengan  presentase sebesar  16,68%,  tetapi  masih  dapat  mengatasi  tingkat  serangan query sebesar  29% dengan lancar, tanpa adanya pemberitahuan bahaya. Sedangkan pada Gambar 8 single database dapat dilihat bahwa performa ketika berjalan hampir tidak pernah mengalami server  down 0.00%,  walaupun  menghadapi  tingkat  serangan query sebesar  29%  yang sama dengan database yang sudah menerapkan replikasi.
Diluar  dari  RTA,  untuk  tingkat  keilangan  data  jika  terjadi  kerusakan  ataupun server  down sudah  dapat  dipastikan  bahwa  pada single database,  tidak  dapat diselamatkan  karena  hanya  terdiri  dari  satu  database  saja  sehingga  tidak  ada  database lain  yang  menggantikan  tugas  dari  database  tersebut  ketika terjadi  kerusakan,  berbeda dengan  database  yang  sudah  tereplikasi  ketika  terjadi  kesalahan  ataupun server  down dari salah satu database ( master ), maka database yang lain (slave) akan bisa digunakan karena sebelumnya sudah terdapat replikasi dari database utama. Berikut adalah bentuk pengujian  dari  sistem  replikasi.  Pengujiannya  dilakukan  dengan  cara  ditambahkan database baru pada sisi master , dan dicek pada sisi slave apakah juga terbentuk database baru sesuai pada master atau tidak.
Gambar 9.   (a) Database Master Sebelum Replikasi (b) Database Slave Sebelum Replikasi
(b) (a)
Gambar 10.   (a) Database Master Setelah Replikasi (b) Database Slave Setelah Replikasi
Dapat dilihat pada Gambar 9. menjelaskan keadaan dari database master dan slave ketika  belum  direplikasi.  Setelah  dilakukan  proses  replikasi,  ketika  pada  sisi master dibuat database baru maka pada sisi juga akan otomatis terbentuk database yang  sama seperti pada sisi master seperti pada Gambar 10. Apabila hal ini terjadi dapat diartikan bahwa  metode  replikasi  yang  dibuat  sudah  berhasil  berjalan.  Dengan  diterapkannya sistem  replikasi  ini,  mampu  mengurangi  terjadinya  kehilangan  data  apabila  salah satu database mengalami kerusakan, dan tidak perlu melakukan penggandaan secara manual karena  sudah  otomatis  tergandakan  dengan  menggunakan  metode  replikasi.  Sehingga dapat  memberikan  kemudahan  kepada  pengguna  untuk  menggandakan  database  pada suatu instansi ataupun perusahaan berukuran cukup besar karena tidak perlu melakukan penggandaan  seacara  manual  yang  mungkin  saja  bisa  terjadi  kelalaian  atau human error . Pada tabel 1 dijelaskan perbedaan performa dari hasil pengukuran menggunakan NagiosXI ketika dilakukan query terhadap replikasi database dan single database.
Tabel 1. Hasil Perbandingan Performa ReplikasiDatabase dan Single Database Hasil Pengujian Replikasi Database Single Database Round Trip Max 5545.24 ms 1774.45 ms Round Trip Min 5301.98 ms 133.06 ms Critical 29 % 29 % Server Up 83.134 % 100 % Server Down 16.866 % 0 %

## 4. Kesimpulan
Dari penelitian yang dilakukan adapun beberapa hasil yang sudah didapat dan bisa disimpulkan pada penelitan tentang perbandingan performa dari replikasi database dan single database ini adalah dari segi performa antara database tereplikasi dengan single database  dapat  dilihat  bahwa,  dari  faktor  RTA  ( Round  Trip  Average )  single  database menunjukkan  hasil  1774.45ms  dan  untuk  diagram service pada  presentase  serangan query sebesar  29%, single database  tidak  menunjukkan  terjadinya server  down . Sedangkan  pada  replikasi  database  RTA  yang  diperoleh  menunjukkan  hasil  yang beroleh berada satu tingkat di atas single database yakni sebesar 5426.22ms dan untuk diagram service ketika  terjadi  serangan query dengan  presentase  29%,  pada  replikasi database mengalami server down dengan presentase 16,68%.
Dengan menggunakan metode replikasi database, database yang direplikasi akan otomatis tergandakan pada database lain sehingga dapat mengurangi tingkat terjadinya kehilangan data akibat dari human error untuk melakukan penggandaan secara manual, disisi  lain  juga  lebih  menghemat  waktu  bagi  para  pekerja  dan  memudahkan  pekerja dalam  mengatasi  masalah  ketika  terjadi  kerusakan  data,  karena  pada server database yang  lain  masih  tersimpan  hasil  penggandaan  dari  database  utama  yang  telah direplikasi.
(b) (a)

## Referensi
[1] R.  Ramakrishnan  and  J.  Gehrke,  “Database  Management  Systems  solution,” Database Manag. Syst. Solut. Man. Third Ed. , vol. 8, no. 4, pp. 65–68, 2003, doi: 10.1300/J115v06n04_07.
[2] Gat, “Perancangan Basis Data Perputakaan Sekolah dengan Menerapkan Model Data Relasional,” Citec , vol. 2, No. 4, pp. 304–315, 2015.
[3] J.  Grov,  L.  Soares,  A.  Correia,  J.  Pereira,  R.  Oliveira,  and  F.  Pedone,  “A pragmatic  protocol  for  database  replication  in  interconnected  clusters,” Proc.  - 12th Pacific Rim Int. Symp. Dependable Comput. PRDC 2006 , no. iii, pp. 230– 237, 2006, doi: 10.1109/PRDC.2006.11.
[4] A.  Rahmatulloh  and  F.  MSN,  “Implementasi  Load  Balancing  Web  Server menggunakan  Haproxy  dan  Sinkronisasi  File  pada  Sistem  Informasi Akademik Universitas Siliwangi,” J. Nas. Teknol. dan Sist. Inf. , vol. 3, no. 2, pp. 241–248, 2017, doi: 10.25077/teknosi.v3i2.2017.241-248.
[5] S. Khotijah, “DESAIN DATABASE SISTEM INFORMASI AKADEMIK PADA Program  Studi  Teknik  Informatika  Fakultas  Teknik  ,  Matematika  dan  Ilmu Pengetahuan Alam  Universitas  Indraprasta  PGRI,” Khotijah  –Desain  Database Sist. Inf. , vol. 9, no. 2, pp. 154–165, 2016.
[6] S.  Sapate  and  M.  Ramteke,  “Survey  on  Comparative  Analysis  of  Database Replication Techniques,” Int. J. IT, Eng. Appl. Sci. Res. , vol. 2, no. 3, pp. 2319– 4413, 2013.
[7] M.  Data,  G.  Ramadhan,  and  K. Amron,  “Analisis Availabilitas  dan  Reliabilitas Multi-Master  Database  Server  Dengan  State  Snapshot  Transfers  (SST)  Jenis Rsync Pada MariaDB Galera Cluster,” J. Teknol. Inf. dan Ilmu Komput. , vol. 4, no. 1, p. 69, 2017, doi: 10.25126/jtiik.201741288.
[8] A. Mubarak, A. Lawi, and M. Niswar, “Sistem Replikasi Basisdata Terdistribusi Untuk Data Center,” pp. 1–14, 2012.
[9] S.  Sucipto,  “Perancangan  Active  Database  System  pada  Sistem  Informasi Pelayanan  Harga  Pasar,” Intensif ,  vol.  1,  no.  1,  p.  35,  2017,  doi: 10.29407/intensif.v1i1.562.
[10]  I.  WARMAN  and  R.  RAMDANIANSYAH,  “ANALISIS  PERBANDINGAN KINERJA QUERY DATABASE MANAGEMENT SYSTEM (DBMS) ANTARA MySQL 5.7.16 DAN MARIADB 10.1,” J. Teknoif , vol. 6, no. 1, pp. 32–41, 2018, doi: 10.21063/jtif.2018.v6.1.32-41.
[11]  S.  P.  Ramadhan  and  Teknik,  “PERANCANGAN  DAN  IMPLEMENTASI SISTEM  MONITORING  JARINGAN  MENGGUNAKAN  ICINGA  DAN POWERDNS  DI  PT  .  PACIFIC  TELEMATIKA  INDONESIA  Selamet  Puji Ramadhan Teknik Informatika – Universitas Komputer Indonesia,” p. 10111381, 2016.
[12]  A. Wicitra, D. Utomo, and H. K. Wardana, “Membangun Infrastruktur Komputasi Awan  Privat  Single  Cluster  dan  Multi  Cluster  dengan  menggunakan  Linux Centos,” pp. 185–194.
[13]  M.  H.  Darmawan,  Isnawaty,  and  Subardin,  “Perancangan  dan  Implementasi Sistem  Replikasi  Database Terdistribusi  pada  Fakultas  Teknik  Universitas  Halu Oleo,” semanTIK , vol. 4, no. 2, pp. 91–98, 2018.
[14]  H.  Maulana,  “Analisis  Dan  Perancangan  Sistem  Replikasi  Database  Mysql
Dengan Menggunakan Vmware Pada Sistem Operasi Open Source,” InfoTekJar (Jurnal Nas. Inform. dan Teknol. Jaringan) , vol. 1, no. 1, pp. 32–37, 2016, doi: 10.30743/infotekjar.v1i1.37.
[15]  A. Heryanto and A. Albert, “Implementasi Sistem Database Terdistribusi Dengan Metode  Multi-Master  Database  Replication,” J.  Media  Inform.  Budidarma ,  vol. 3, no. 1, p. 30, 2019, doi: 10.30865/mib.v3i1.1098.